一.类与类之间有哪些关系
1.继承关系:
继承指的是一个类(称为子类、子接口)继承另外的一个类(称为父类、父接口)的功能,并可以增加它自己的新功能的能力。在Java中继承关系通过关键字extends明确标识,在设计时一般没有争议性。在UML类图设计中,继承用一条带空心三角箭头的实线表示,从子类指向父类,或者子接口指向父接口。
2.实现关系:
实现指的是一个class类实现interface接口(可以是多个)的功能,实现是类与接口之间最常见的关系。在Java中此类关系通过关键字implements明确标识,在设计时一般没有争议性。在UML类图设计中,实现用一条带空心三角箭头的虚线表示,从类指向实现的接口。
3.依赖关系:
简单的理解,依赖就是一个类A使用到了另一个类B,而这种使用关系是具有偶然性的、临时性的、非常弱的,但是类B的变化会影响到类A。比如某人要过河,需要借用一条船,此时人与船之间的关系就是依赖。表现在代码层面,为类B作为参数被类A在某个method方法中使用。在UML类图设计中,依赖关系用由类A指向类B的带箭头虚线表示。
4.关联关系:
关联体现的是两个类之间语义级别的一种强依赖关系,比如我和我的朋友,这种关系比依赖更强、不存在依赖关系的偶然性、关系也不是临时性的,一般是长期性的,而且双方的关系一般是平等的。关联可以是单向、双向的。表现在代码层面,为被关联类B以类的属性形式出现在关联类A中,也可能是关联类A引用了一个类型为被关联类B的全局变量。在UML类图设计中,关联关系用由关联类A指向被关联类B的带箭头实线表示,在关联的两端可以标注关联双方的角色和多重性标记。
5.聚合关系:
聚合是关联关系的一种特例,它体现的是整体与部分的关系,即has-a的关系。此时整体与部分之间是可分离的,它们可以具有各自的生命周期,部分可以属于多个整体对象,也可以为多个整体对象共享。比如计算机与CPU、公司与员工的关系等,比如一个航母编队包括海空母舰、驱护舰艇、舰载飞机及核动力攻击潜艇等。表现在代码层面,和关联关系是一致的,只能从语义级别来区分。在UML类图设计中,聚合关系以空心菱形加实线箭头表示。
6.组合关系:
组合也是关联关系的一种特例,它体现的是一种contains-a的关系,这种关系比聚合更强,也称为强聚合。它同样体现整体与部分间的关系,但此时整体与部分是不可分的,整体的生命周期结束也就意味着部分的生命周期结束,比如人和人的大脑。表现在代码层面,和关联关系是一致的,只能从语义级别来区分。在UML类图设计中,组合关系以实心菱形加实线箭头表示。
二.继承和组合有什么不同,为什么优先使用组合?
1.继承:
- 继承是一种“是一个(is-a)”关系,子类继承父类的特性和行为。
- 子类自动拥有父类的所有属性和方法(除了构造方法和私有成员)。
- 继承可以减少代码的重复,但过度使用继承会导致继承层次结构复杂,难以理解和维护。
- 继承破坏了类的封装性,因为子类依赖父类的内部实现细节。
- 继承是静态的,一旦定义,就无法在运行时改变。
2.组合:
- 组合是一个“有一个(has-a)”的关系,一个类的对象包含另一个类的对象。
- 通过创建和聚合其他类的对象,可以在运行时动态的添加和移除行为。
- 组合提供了更大的灵活性,可以在不同的情况下组合不同的类。
- 组合保持了类的封装性,因为每个类都是独立的,不依赖于其他类的内部实现。
- 组合是动态的,可以在运行时根据需要创建和组合对象。
3.为什么优先使用组合?
- Java不支持多继承:这个限制导致只能继承一个基类。如果向赋予一个类多个功能,选择只有两个:接口和组合。多个功能将以成员变量的形式存在于宿主类中。
- 现有设计模式辅证:策略模式和装饰者模式都使用了组合的形式。
- 继承不利于封装:一旦父类的行为发生变化(代码结构或性能优化等原因引起的),子类也将受到影响。
- 组合更具灵活性:使用组合,可以灵活的替换超类(基类或接口)的实现方案,比如Java中用于比较的接口Comparator。以组合的形式使用Comparator,可以通过set不同的实现来比较不同的实例来完成多种比较功能。
- 减少依赖:组合减少了类之间的依赖,使得每个类可以独立变化和演进。